1、。零橋位于美國緬因州南部，車輛呼嘯而過。這座小橋橫跨一條小溪，有兩條車道寬，34英尺長。黑色的瀝青和光滑的護(hù)欄表明這座橋還是比較新的。然而，真正使這座橋與眾不同的是它的結(jié)構(gòu)。這座橋不是由鋼或混凝土制成的，而是由23個由碳和玻璃纖維織物制成的拱形結(jié)構(gòu)組成。這些直徑為12英寸(約30厘米)的管道被擴(kuò)張、彎曲成合適的形狀、用塑料樹脂硬化、并排安裝并填充混凝土，就像意大利面條一樣。最后，拱形結(jié)構(gòu)可以通過鋪設(shè)橋面板和壓實土壤來支撐標(biāo)準(zhǔn)砂和瀝青路面。這座橋是設(shè)計師的第一件作品。它位于50英里(約80公里)的緬因州大學(xué)，奧諾，是由復(fù)合材料和傳統(tǒng)混凝土相結(jié)合的設(shè)計。美國60萬座公路橋中，約有16萬座急需修復(fù)或

2、更換。如果這種混合設(shè)計方法能夠得到推廣，纖維增強塑料在公路上的應(yīng)用將會取得重大突破。“這原本只是我們的一個實驗，但現(xiàn)在是時候?qū)嵺`一下，看看它是否真的可行?！备呒壗Y(jié)構(gòu)和復(fù)合材料中心主任哈比卜達(dá)格爾說?！傲銟颉庇谌ツ?1月建成，耗資約60萬美元，使用偏轉(zhuǎn)傳感器和其他儀器進(jìn)行監(jiān)測。目前，它正在接受每天高強度的交通測試?！靶Ч浅：?，”大蓋博士說。而且它比預(yù)制橋便宜17萬美元.這引起了奧巴馬政府的注意，交通部長拉胡德在8月份訪問了該中心。一座類似的橋在夏末竣工。纖維拱橋的設(shè)計是七個投標(biāo)中最低的。纖維增強塑料最初用于沖浪板和游艇，最近用于飛機(jī)機(jī)翼和其他部件。20世紀(jì)80年代，纖維增強塑料首次用于橋梁建設(shè)

3、。土木工程師被他們的優(yōu)秀品質(zhì)所吸引。具有高強度、重量輕和耐腐蝕性。然而，這些材料并沒有完全改造道路基礎(chǔ)設(shè)施。纖維增強塑料鋼帶用于修復(fù)現(xiàn)有的混凝土和橋梁鋼結(jié)構(gòu)或加強抗震結(jié)構(gòu)。因為除冰化學(xué)品會破壞混凝土并導(dǎo)致鋼筋腐蝕，玻璃纖維棒取代了部分鋼筋混凝土。纖維增強塑料主要用于橋梁蓋板，那里的耐腐蝕性是至關(guān)重要的，更輕的重量允許更高的車輛負(fù)載。但是到目前為止，只有少數(shù)大型橋梁是由纖維增強塑料制成的。專家說，纖維增強塑料沒有被廣泛使用的原因之一是工程師和承包商對這種原材料了解不多，并且在公路建設(shè)中如何使用纖維增強塑料的標(biāo)準(zhǔn)體系尚未建立。美國復(fù)合材料制造商協(xié)會提倡使用復(fù)合材料的主任約翰布塞爾說：“工程師們非常

4、重視安全問題。他們想充分了解原材料是如何開發(fā)的，以及如何長期使用。”這種材料并不總是與其他物質(zhì)結(jié)合在一起。纖維增強塑料橋面的問題之一是覆蓋在路面上的瀝青或混凝土被迅速壓碎。加州大學(xué)戴維斯分校工程助理鄭教授說。然而，使用纖維增強塑料的主要理由是其經(jīng)濟(jì)效益。南卡羅萊納大學(xué)的副教授保羅澤赫爾說：“首先是前期費用?！饼R爾博士在德克薩斯州幫助設(shè)計和測試了一座用纖維增強塑料建造的小橋。他說：“如果你想設(shè)計東西，從最佳工程技術(shù)的角度來看，它們一開始是獨一無二的，直到它們獲得經(jīng)濟(jì)效益?？梢蕴嵘??！币缘驴怂_斯州的這座橋為例，它是用勞動密集型的方法專門設(shè)計和建造的。布塞爾說：“建筑業(yè)對成本很挑剔?！崩w維增強塑料更

5、貴，有時是傳統(tǒng)材料的兩倍.承包商需要知道的是，使用輕質(zhì)材料可以節(jié)省運輸、勞動力、設(shè)備和潛在的維護(hù)成本。達(dá)蓋博士說，這些節(jié)約也是緬因大學(xué)設(shè)計的目標(biāo)之一。使用昂貴的纖維增強塑料材料的主要功能是形成混凝土的框架結(jié)構(gòu)。該管道可以保護(hù)混凝土免受除冰劑的侵蝕，從而降低維護(hù)成本。管狀拱不是唯一的混合設(shè)計。伊利諾伊州威爾米特市HC橋梁公司的工程師兼總裁約翰希爾曼利用聚合物、混凝土和鋼的混合物開發(fā)了一種直梁。該橋由矩形纖維增強塑料管和拱形管組成。管道填充有混凝土，以提高抗壓強度。這座橋已經(jīng)在科羅拉多州的鐵路橋以及伊利諾伊州和新澤西州的一些道路和橋梁上進(jìn)行了測試和使用。“橋梁的設(shè)計應(yīng)該與傳統(tǒng)的施工方法保持一致。從事設(shè)計工作14年的希爾曼老師說：“就安裝成本而言，玻璃鋼材料和混凝土、鋼橋的安裝成本非常接近。希爾曼設(shè)計的橋梁仍然需要用卡車運輸，盡管它們很輕。然而，由緬因大學(xué)設(shè)計的橋拱可以在現(xiàn)場建造，用玻璃纖維織物膨脹并彎曲成簡單的結(jié)構(gòu)，然后用真空泵填充樹脂。它們非常輕，因此可以快速安裝，然后用混凝土澆筑。這樣，就不需要大型起重機(jī)或其他重型設(shè)備的幫助。Dagai博士說：“第二座橋在9個工作日內(nèi)建成?！弊庸菊陂_發(fā)更多的項目。達(dá)蓋博士說：“在未來，我們將看到一座橫跨300英尺(約91米)的